用于同步高功率固体激光的高精度时钟发生技术研究

2011-10-21 12:54:41来源: 互联网

1 引言

    对于高功率固体激光装置、大型医疗设备等,同步触发系统是一个非常重要的、必不可少的环节,同步触发脉冲的时间间隔抖动精度会影响这些装置的运行效率和运行精度。由于这类装置是要求同步触发信号和激光同步,因此μs级抖动精度是基本要求,从物理上要求同步触发信号具有ns、ps量级的时间间隔抖动精度[1]。

    决定该类同步机输出触发信号的时间定位精度有两个关键元素:一是同步机的时钟精度;二是同步机的时间延迟精度[2]。

    本文提出了一种用于高功率固体激光装置同步系统的高精度时钟产生技术[3][4][5],输入信号为高精度的重复频率激光,经过光电转换和放大,再经过高精度锁相环锁相,以得到和输入激光具有严格相位关系的高精度时钟。利用该技术获得的高精度时钟和主激光的时间间隔抖动为峰峰抖动小于20ps,RMS小于2ps,该精度指标国内未见相关报道。目前该技术已经成功地用于高功率固体激光装置高精度同步触发系统的研制,获得了满意的效果。

2 技术指标要求

    整个同步系统输出两种精度的同步触发信号,即ns级信号和s级信号,两种精度的同步信号的具体技术指标如表1所示。

    输入光脉冲的技术指标:
1)激光脉冲频率51.84MHz。
2)激光脉冲宽度大于500ps。
3)激光功率大于-10dBm。
4)激光脉冲之间的时间间隔抖动(RMS)小于2ps 。
5)激光波长为:1053nm。

    经过光电转换、放大和锁相后输出的电脉冲的技术指标要求如下:
1) 信号为电信号;
2) 信号前沿小于200ps;
3) 信号电平为LVPECL;
4) 输出序列信号之间的时间抖动小于25ps(Pk-Pk),2.5ps(RMS);
5) 输出电脉冲信号和光脉冲之间的相位抖动小于30ps(Pk-Pk),4ps(RMS);
6) 输出信号频率为155.52MHz。

    从以上六条指标可以看出,不仅要求输出信号的前沿要足够快,而且信号的时间抖动技术指标的要求都非常高,特别是输出信号和输入光脉冲之间的相位抖动要求非常高。该类技术指标要求如此之高,在国内未见报道。

3 总体技术方案

    如图1所示,从测试激光器输入一束重频激光(激光波形前沿小于100ps,重复频率51.84MHz,光信号的RMS抖动小于2ps)送入光电转换和PLL频率合成模块,产生高精度的电脉冲信号。

图1 总体技术方案

    如图1所示,从测试激光器输入一束重频激光(激光波形前沿小于100ps,重复频率51.84MHz,光信号的RMS抖动小于2ps)送入光电转换和PLL频率合成模块,产生高精度的电脉冲信号。

4 低抖动重复频率光电转换技术

[1] [2]

关键字:高功率固体激光  时钟发生技术

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2011/1021/article_3757.html
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